电工技术第一章

电工技术基础第一章电路模型及电路定律§1.1电路及基本物理量一、电路的组成及功能： 1．电路的组成：电路是为了某种需要而将某些电工设备或元件按一定方式组合起来的电流通路。

由电源、负载和中间环节3部分组成。

2．电路的主要功能：①进行能量的转换、传输和分配。

②实现信号的传递、存储和处理。

二、电流：的电流方向称为电流的参考方向。

如果求出的电流值为正，说明参考方向与实际方向一致，否则说明参考方向与实际方向相反。

三、电压、电位和电动势：1．电压：单位正电荷由a 点移至b 点电场力所做的功称为a 、b 点两点间的电压。

电压的实际方向规定由电位高处指向电位低处。

与电流方向的处理方法类似，可任选一方向为电压的参考方向。

例：当ua =3V ，ub = 2V 时u1 =1V ， u2 =－1V最后求得的u 为正值，说明电压的实际方向与参考方向一致，否则说明两者相反。

对一个元件，电流参考方向和电压参考方向可以相互独立地任意确定，但为了方便起见，常常将其取为一致，称关联方向；如不一致，称非关联方向。

如果采用关联方向，在标示时标出一种即可。

如果采用非关联方向，则必须全部标示。

2.电位：单位正电荷由电路中某点移至参考点电场力所做的功，称为该点电位。

电路中a 、b 点两点间的电压等于a 、b 两点的电位差。

3．电动势：外力克服电场力把单位正电荷从电源的负极搬运到正极所做的功，称为电源的电动势。

电动势是衡量外力即非静电力做功能力的物理量。

电动势的实际方向与电压实际方向相反，规定为由负极指向正极。

四、电功率：电场力在单位时间内所做的功称为电功率，简称功率。

p ＞0时吸收功率，p ＜0时放出功率。

功率与电流、电压的关系： 关联方向时：p =ui 非关联方向时：p =－ui正值I负值(a)(b)+ u 1 －ab－ u 2 +ab+ u －(a) 关联方向ab－ u +(b) 非关联方向abba ab V V U -=例：求图示各元件的功率.（a ）关联方向：P=UI=5×2=10W ，P>0，吸收10W 功率。

第一章 电路的基本概念和基本定律本章是学习电工技术的理论基础，介绍了电路的基本概念和基本定律：主要包括电压、电流的参考方向、电路元件、电路模型、基尔霍夫定律和欧姆定律、功率和电位的计算等。

主要内容： 1．电路的基本概念（1）电路：电流流通的路径，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成的系统。

（2）电路的组成：电源、中间环节、负载。

（3）电路的作用：①电能的传输及转换；②信号的传递及处理。

2．电路元件及电路模型（1）电路元件：分为独立电源和受控电源两类。

①无源元件：电阻、电感、电容元件。

②有源元件：分为独立电源和受控电源两类。

（2）电路模型：由理想电路元件所组成反映实际电路主要特性的电路。

它是对实际电路电磁性质的科学抽象和概括。

采用电路模型来分析电路，不仅使计算过程大为简化，而且能更清晰地反映该电路的物理本质。

（3）电源模型的等效变换①电压源及电阻串联的电路在一定条件下可以转化为电流源及电阻并联的电路，两种电源之间的等效变换条件为：0R I U S S =或0R U I SS =②当两种电源互相变换之后，除电源本身之外的其它外电路，其电压和电流均保持及变换前完全相同，功率也保持不变。

3．电路的基本物理量、电流和电压的参考方向以及参考电位 （1）电路的基本物理量包括：电流、电压、电位以及电功率等。

（2）电流和电压的参考方向：为了进行电路分析和计算，引入参考方向的概念。

电流和电压的参考方向是人为任意规定的电流、电压的正方向。

当按参考方向来分析电路时，得出的电流、电压值可能为正，也可能为负。

正值表示所设电流、电压的参考方向及实际方向一致，负值则表示两者相反。

当一个元件或一段电路上的电流、电压参考方向一致时，称它们为关联参考方向。

一般来说，参考方向的假设完全可以是任意的。

但应注意：一个电路一旦假设了参考方向，在电路的整个分析过程中就不允许再作改动。

（3）参考电位：人为规定的电路种的零电位点。

第一章电工技术基础第一节电路一、电路:用导线、电器、开关、电源等组成的电流电路。

1、电源:提供电能的装置。

如:干电池、蓄电池、发电机等。

2、负载:用电装置(把电能转化为其它形式能)。

3、开关:控制电路通断。

4、导线:传输电能。

5、电路图:用规定的元件符号表示电路连接情况的图。

二、电路状态通路:处处连通的电路。

开路:某处断开。

短路:电源未经过用电器,直接构成回路(严禁)。

上述状态一般可用万用表测量判断。

第二节基本物理量1、电流①概念:电荷定向运动形成电流。

②计算:I= q / t I-A q-c t-s③单位及换算:A、mA、uA;1A=103mA、1mA=103uA④电流方向:规定正电荷运动方向。

2、电压①作用:使电荷定向移动形成电流。

②单位：伏特（V）3、电能W=uq W=UIt单位:度(千瓦时)、焦1kwh=3.6×106J4、电功率电流1秒钟内所做的功。

P=w/ t=UI单位:瓦、千瓦、毫瓦1kw=103w,1w=103mw5、欧姆定律I=U/R(部分电路)①式中I-安、U-伏、R-欧②有I必定有U（超导物质除外）③有U 不一定有I第三节直流电路一、串联电路I=I1=I2= (I)U=U1+U2+…UnR=R1+R2+…Rn在串联电路中,电压与电阻成正比。

二、并联电路U=U1=U2=…=UnI=I1+I2+ (I)1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn三、混联电路电路既不是单纯的串联也不是单纯的并联。

这种电路应先化简后再进行运算。

第四节交流电路一、交流电大小与方向均随时间变化的电流(电压)叫交流电。

二、交流电有三相交流电、单相交流电之分1、三相交流电：如高压电线路、三相电动机用电。

2、单相交流电：如家庭用电(市电)、220V(电压)、50HZ(频率)。

三、三相电的输送1、高压输电线路发电厂升压T变电站T10KV配电T（6KV）（1）升压成高压传送的目的：①降低损耗②节省成本③方便架线等（2）常见高压有10万V、几十万V。

第1章电路的基本概念和定律1.1 在如图1.6所示各电路中。

（1）元件1消耗10W功率，求电压U ab；（2）元件2消耗W功率，求电压U ab；（3）元件3产生10W功率，求电流I；（4）元件4产生W功率，求电流I。

图1.6 习题1.1的图分析本题考查电流、电压参考方向的关联性和功率，题目不难，但一不小心就容易出错。

运用功率公式计算时，电压和电流参考方向关联时采用公式，非关联时采用公式。

此外，由于元件3产生10W功率，故W；元件4产生W功率，故W，实际上元件4吸收了10W功率。

解（1）元件1的电流与电压是关联参考方向，根据功率计算公式得：（V）（2）元件2的电流与电压是非关联参考方向，根据功率计算公式得：（V）（3）元件3的电流与电压是关联参考方向，根据功率计算公式得：（A）（4）元件4的电流与电压是关联参考方向，根据功率计算公式得：（A）1.2 求如图1.7所示各电路中各电源的功率，并指出是吸收功率还是放出功率。

图1.7 习题1.2的图分析计算电路时，应先标出各待求元件或支路电流和电压的参考方向，根据元件或支路电流和电压参考方向的关联关系确定待求量。

一般情况下，参考方向可直接标在原电路图中，不必另画出电路图。

解标出各待求元件电流和电压的参考方向，如图1.8所示。

图1.8 习题1.2解答用图（1）如图1.8（a）所示电路中的电流为：（A）所以，10V电源的功率为：（W），故10V电源放出功率。

（2）如图1.8（b）所示电路中，3A电源的电压为：（V）所以，3A电源的功率为：（W）10V电源的功率为：（W）根据计算结果可知，3A电源放出功率，10V电源吸收功率。

（3）如图1.8（c）所示电路中的电流为：（A）所以，20V电源的功率为：（W）10V电源的功率为：（W）根据计算结果可知，20V电源放出功率，10V电源吸收功率。

1.3 在图1.9中，5个元件电流和电压的参考方向如图中所示，今通过实验测量，得知，，，，，。

第一章电路的基本概念与基本定律知识要点一、内容提要直流电路的基本概念和基本定理是分析和计算电路的基础和基本方法。

这些基础和方法虽然在直流电路中提出，但原则上也适用于正弦交流电路及其它各种线性电路。

并且，这些方法也是以后分析电子线路的基础。

本章重点讲述电路中几个基本物理量、参考方向、电路的工作状态及基本定律。

二、基本要求1.了解电路模型及理想电路元件的意义；2.能正确应用电路的基本定侓；3.正确理解电压、电流正方向的意义；4.了解电路的有载工作、开路与短路状态，并能理解电功率和额定值的意义；5.熟练掌握分析与计算简单直流电路和电路中各点电位的方法。

三、学习指导本章重点讲述了三个问题：电压、电流和参考方向。

同时，对克希荷夫定律和电路中电位的概念及计算进行了详细的分析推导和计算。

虽然这些问题都比较简单，但由于它们贯穿电工学课程始终，所以读者应通过较多的例题和习题逐步建立并加深这些概念，使之达到概念清晰，运用自如灵活，能解决实际问题的目的。

1.1 电路的组成及作用在学习本课程中，首先应掌握电路的两大作用（即强电电路电的传输、分配和转换；弱电电路中是否准确地传递和处理信息），及其三大组成部分（即电源、中间环节、负载）。

要特别注意信号源与一般电源的概念与区别：信号源输出的电压与电流的变化规律取决于所加的信息；电源输出的功率和电流决定于负载的大小。

1.2 电路模型由理想电路元件组成的电路；其中理想电路元件包括电阻元件、电感元件、电容元件和电源元件等。

电源的电压或电流称为激励；激励在各部分产生的电压和电流称为响应。

1.3 电路的几个基本物理量若要正确地分析电路，必须先弄清楚电路中的几个基本物理量。

因为电流、电压和电动势这些物理量已在物理课中讲过，但是本章主要讨论它们的参考方向（正方向）和参考极性。

在本章学习的过程中应注意两点：第一，在分析任何一个电路中列关系式时，必须首先在电路图上标明电压、电动势和电流的参考方向和参考极性；第二，考虑电压和电流本身给定的正负，即要注意两套正负符号。

电工技术基础与技能教案第一章：电工基础知识1.1 电流、电压和电阻的概念电流：电荷的定向移动形成电流，单位是安培（A）电压：电势差，单位是伏特（V）电阻：阻碍电流流动的性质，单位是欧姆（Ω）1.2 欧姆定律欧姆定律公式：U = IR，其中U为电压，I为电流，R为电阻电阻的计算：R = U/I第二章：电工工具与设备2.1 电工工具螺丝刀、扳手、钳子、剪刀等万用表：用于测量电压、电流、电阻等2.2 电工设备电源：提供电能的设备，如电池、电源适配器等电线：传输电能的介质，分为绝缘线和非绝缘线开关：控制电路通断的设备第三章：电工基本操作3.1 连线操作串并联电路的连接方法接线的顺序和紧固方法3.2 绝缘测试使用绝缘测试仪检测电线绝缘性能绝缘测试的操作步骤和注意事项第四章：低压电器4.1 断路器断路器的工作原理和选用要点断路器的安装和接线方法4.2 接触器接触器的结构和工作原理接触器的控制电路和应用实例第五章：照明电路5.1 照明设备灯具的种类和选用要点灯泡的更换和安装方法5.2 照明电路的安装照明电路的布线原则和注意事项开关、插座和灯具的接线方法第六章：电路图的识读6.1 电路图的基本元素电源符号、负载符号、开关符号、连接线符号等电路图的标注方法，如电压、电流、功率等6.2 简单电路图的识读分析电路的工作原理和电路路径理解电路图中的符号和标注信息第七章：电动机原理与控制7.1 电动机的基础知识直流电动机和交流电动机的结构与原理电动机的性能参数，如功率、转速、扭矩等7.2 电动机的控制启动、停止、正反转控制电路速度控制、转矩控制的方法和电路第八章：变压器原理与使用8.1 变压器的基础知识变压器的工作原理和分类变压器的性能参数，如变比、效率、绝缘等级等8.2 变压器的使用和维护变压器的接线方法和安全注意事项变压器的故障检查和维修方法第九章：安全用电与急救措施9.1 安全用电知识触电的危险性和预防措施电器设备的绝缘保护和漏电保护9.2 用电故障的急救措施断电操作和紧急断电工具的使用触电事故的现场处理和急救方法第十章：综合实践与应用10.1 电工综合实践照明电路的改造与维护电动机控制系统的安装与调试10.2 电工技能应用家庭电器维修与保养工业用电设备的故障排查与修复重点和难点解析一、电流、电压和电阻的概念：这是电工基础知识的基础，理解这些基本概念对于后续的学习至关重要。